Analysis of impurities in topiramate by HPLC with charged aerosol detection and a single quadrupole mass spectrometer

Význam tématu

Analýza nečistot v topiramátu je klíčová pro zajištění bezpečnosti a kvality léčiv podle ICH Q3. Nečistoty mohou ovlivnit účinnost, toxicitu a stabilitu aktivní farmaceutické látky. Charged aerosol detection (CAD) se v EP 10.0 používá pro topiramát, přičemž semi-volatile nečistota A je tradičně stanovena tenkovrstvou chromatografií.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl demonstrovat přidanou hodnotu integrace single kvadrupólového hmotnostního spektrometru ISQ EM s HPLC/CAD systémem. Hlavní přínosy zahrnují potvrzení čistoty píku, informace o molekulové hmotnosti a spolehlivé přiřazení známých i neznámých nečistot v jediném chromatografickém běhu.

Použitá metodika a instrumentace

• Vanquish Core HPLC (Quaternary Pump, Split Sampler CT, Column Compartment)
• Kolona Thermo Scientific Accucore PFP (100 × 4.6 mm, 2.6 µm)
• Charged Aerosol Detector (CAD) a ISQ EM single kvadrupólový MS ve splitu 1:3
• Softwary Chromeleon CDS 7.3 a Mass Frontier 8.1
• Eluenty: A – 25 mM acetát amonný pH 3.5, B – acetonitril, gradient 20–50 % B
• Průtok 1.0 mL/min, teplota kolony 40 °C, autosamplér 8 °C, CAD T=35 °C, split 1:3
• Standardy: topiramát (339,36 Da) a nečistoty A–D (260–625 Da)

Hlavní výsledky a diskuse

• CAD spolehlivě detekuje topiramát a nečistoty B–D; nečistota A má nízkou CAD odezvu.
• Single kvadrupólový MS umožňuje detekci všech nečistot, včetně semi-volatile A, s vyšší citlivostí (LOD nižší než u CAD).
• Test čistoty píku (peak purity) ukázal absenci koeluce topiramátu na základě porovnání m/z spekter předního, vrcholového a zadního úseku píku.
• Simultánní analýza spikovaného vzorku (0,1 % API) prokázala rychlé přiřazení nečistot A–D na základě m/z signálů.
• Optimalizace in-source CID (30 V pro A, B; 40 V pro C, D) poskytla fragmentační spektra, jež lze vysvětlit pomocí Mass Frontier.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní profil nečistot v jediné injekci
• Zvýšená citlivost detekce semi-volatile látek
• Potvrzení identity a čistoty píku bez další techniky
• Kompatibilita s GMP a 21 CFR Part 11
• Rychlé přiřazení a predikce struktury neznámých nečistot

Budoucí trendy a možnosti využití

Budoucnost analýzy nečistot směřuje k ještě těsnější integraci multi-detektorových platforem, pokročilým algoritmům pro predikci fragmentace a využití umělé inteligence k automatizaci procesu, včetně real-time monitoringu výroby léčiv.

Závěr

Spojení HPLC/CAD s ISQ EM single kvadrupólovým MS přináší zásadní výhody v analýze nečistot topiramátu: kompletní profilování, potvrzení čistoty, spolehlivou detekci i semi-volatile látek a poskytuje molekulární i strukturální informace pro identifikaci nečistot. Metoda je robustní, citlivá a plně kompatibilní s požadavky farmaceutické kontroly kvality.

Reference

1. Görög S. Drug safety, drug quality, drug analysis. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2008, 48(2), 247–253.
2. Görög S. The importance and the challenges of impurity profiling in modern pharmaceutical analysis. Trends in Analytical Chemistry, 2006, 25(8), 755–757.
3. ICH Guidelines. Quality Guidelines, Q3A–Q3D Impurities.
4. Takahashi K.; Kinugasa S.; Senda M. Quantitative comparison of a corona-charged aerosol detector and an evaporative light-scattering detector for the analysis of a synthetic polymer by supercritical fluid chromatography. Journal of Chromatography A, 2008, 1193(1–2), 151–155.
5. Ilko D.; Neugebauer R.C.; Brossard S.; Almeling S.; Türck M.; Holzgrabe U. Impurity control in topiramate with high performance liquid chromatography: validation and comparison of ELSD and CAD. In Charged Aerosol Detection for LC, P.H. Gamache (ed.), 2017.
6. Thermo Scientific. List of compendial methods: Thermo Scientific Charged Aerosol Detectors.
7. Garnett W.R. Clinical pharmacology of topiramate: a review. Epilepsia, 2000, 41, 61–65.
8. Leistner A.; Holzgrabe U. Topiramate impurity analysis: Method migration from a legacy HPLC system to modern instrumentation. Thermo Scientific Application Note 000572.
9. Meding S.; Lovejoy K.; Swart R. A multi-detector platform comprising UV/Vis, CAD and single quadrupole MS for comprehensive sample analysis. Thermo Scientific Application Note 72869.
10. Meding S. Selective analysis of co-eluting isobaric compounds with single quadrupole mass detection. Thermo Scientific Technical Note 73152.